全文总字数：9628字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在互联网经济蓬勃发展的时代，云计算作为互联网产业的支撑产业，是信息技术发展和服务模式创新的集中体现，是信息化发展的重大变革和必然趋势，是信息时代国际竞争的制高点和经济发展新动能的助燃剂。云计算引发了软件开发部署模式的创新，成为承载各类应用的关键基础设施，并为大数据、物联网、人工智能等新兴领域的发展提供基础支撑，在战略性新兴产业群中占有重要地位。

中科院2012年发布的《基础研究与战略性新兴产业》报告中提出，推动产业发展的核心动力，来自于具有产业导向性的基础研究。一方面，云计算产业的兴起和发展依赖于对虚拟化、并行计算等理论的基础研究；另一方面，云计算产业的应用需求也促进了各机构对云计算的研发热情。只有加大对云计算技术基础研究的支持力度，才可能保证产业的迅猛与可持续发展^[2]。

对全球的云计算产业基础技术理论以及技术专利进行分析，分析各国企业、机构对云计算产业的研究进展以及技术布局，进一步理清我国在云计算领域的研发状况和产业地位，从而为云计算产业发展规划提供有益的参考。

国内外研究现状

1 云计算国内外发展

“云计算（cloud computing）”的概念虽然是2006年Google首席执行官Eric Emerson Schmidt在搜索引擎大会上首次提出的^[8]，但是事实上“或许有一天计算可以成为公共服务”的设想（John McCarthy, 1961）早就出现了^[9]，而且网格计算、效用计算等相关技术也早在上世纪六十年代就被提出。从现实情况来看，谷歌早在2006年之前就拥有了相当分量的云计算理论基础，并拥有自己的云计算开发平台。

2006年云计算概念被提出后，美国各互联网巨头纷纷投入大量资源进行云计算研究。到目前为止，谷歌、IBM、微软、苹果等公司在云计算领域都成绩显著，在基础设施与平台、软件服务等方面都越来越完善。截至2017年底，云计算产业全球市场达到2030亿美元的规模 ^[10]。

我国云计算起步较晚，但是发展极为迅速。我国各省市、以及各行各业都从不同的角度对云计算产业进行布局。到目前为止，我国已经有20多个城市将云计算作为重点发展产业，环渤海、长三角、珠三角成为我国云计算发展的核心，成渝、东北等区域也在快速发展。如北京市“祥云工程”行动计划、上海市“云海计划”、广州市部署“天云计划”等；各大互联网企业也纷纷向云服务商转型。到2017年底，我国云计算市场规模已经达到1500亿元人民币，成为新兴技术领域的“庞然大物”^[11]。

董晓霞等认为影响云计算产业发展的使能因素主要包括三个方面的内容^[12]：

（1）技术因素如虚拟化技术、WEB2.0技术、编程模式、全球化的分布式存储系统、网络服务以及面向服务的体系架构、计费管理等是云计算产业发展的技术支撑；

（2）经济因素如合理的商业模式、清晰的产业结构等是云计算产业化的重要组成部分;

（3）政策因素例如政府的支持政策以及各种健全的监管制度是保证云计算服务质量和合法性的政策支撑。

本文主要从技术因素角度对云计算产业的竞争态势进行研究。

2 云计算研究综述

自2006年谷歌EricSchmidt正式提出云计算的概念以来，许多商业机构与研究机构从不同的角度给出了云计算的定义。

美国标准化技术机构NIST定义云计算是一种以方便、友好、按需访问的方式通过网络访问可配置的计算机资源池（例如网络、服务器、存储、应用程序和服务)的计算机资源利用模式，在这种模式中，可以快速供应并以最小的管理代价提供服务^[13]。

Rajkumar Buyya将云计算分为四层架构：（1）物理资源层，主要为基础设施设备，包含计算机、存储设备、数据库、软件和网络设施等。（2）资源池层，资源池是通过虚拟技术实现对物理资源的访问和管理，主要包含计算资源池、网络资源池、存储资源池、数据资源池、软件资源池、网络资源池等。（3）核心中间件层，实现应用服务接口对资源池的访问，主要负责资源管理、任务管理、用户管理、安全管理、性能监控和计费管理等任务。（4）云计算应用服务接口层，具有服务调度、服务查询、服务工作流和服务选择等功能^[14]。

根据云计算的架构，整理出云计算相关的技术以及对应的服务模式如表2-1

表2-1 云计算技术与服务模式

当云计算相关的基础技术被不断发掘与完善后，国内外的科研机构以及企业纷纷将目光转向其应用，以期望将云计算技术转化为生产力。

2009年D Nurmi等开发出基于云计算Iaas模式的、便携的、模块化的、易于使用的云计算软件开发平台“Eucalyptus ”^[15]。2014年，D Wubben等讨论了云计算对5G通信领域的影响。文章指出云计算解决了5G通信密集部署的问题的同时也导致了严重的多小区干扰问题，以及节点增加后的传输速率波动问题，并就该问题提出新的信号处理算法^[16]。2015年，L Yu等将云计算运用到船体的结构损伤检验（SSD）中。文章提出一种新的基于Hadoop开源平台的SSD时间序列分析方法。该方法在一定程度上能够有效定位受损结构并量化受损程度；能够节约计算成本，提高计算效率，并且受损程度越高，这种有事就越明显^[17]。H Xue等（2015）对云计算技术在临床医学方面的应用进行了深入的研究，并提出一个对Gadgetron框架的扩展软件组件，可以对对临床扫描仪上的低潜伏期疾病特征进行重构，如心脏短轴影像采集、心室功能评估等。该组件具有处理速度快、精度高等特征^[18]。

2009年，赵华茗等对国际先进的Eucalyptus云计算系统和Liferay内容管理系统这两个开源云计算平台进行剖析，解构出云计算平台搭建的过程以及技术要点，是国内云计算应用的首篇权威文献^[19]。之后，国内学者对云计算的应用做了大量的研究。

云计算在国内的首次应用是在图书馆领域。袁援等（2010）以云计算相关技术为技术支撑，提出一种基于云的数字图书馆建设的组织模式与资源集成共享机制^[20]。2011年王亚民等就提出了基于Hadoop云环境的数字图书馆框架以及实现方案^[21]。2015年，邓胜利等通过对云计算环境下的数字图书馆特征进行剖析，解析出云图书馆的安全漏洞并提出相关的安全策略与架构^[22]。2017年，马晓亭提出了一个大数据平台构想，用来从多维度保护图书馆敏感数据^[23]。

云计算在电子政务方面的应用也较早，2009年李旖旎对日本“I-Japan”电子政务云战略进行分析，得出日本安全监管机制的特征，并结合我国国情提出学习日本先进理念进行电子政务云建设以提高效率与安全级别的构想^[24]。2012年李和中等解读了云政府存在的政治基础、组织结构以及实现的技术与经济条件，确认了云政务存在的正确性^[25]。2015年，董凌峰等构建了一个电子政务平台来解决福建省数字化过程中出现的数据异构与共享困难问题^[26]。

除此以外，云计算还有大量的工业应用，尤其体现在电力系统当中。赵俊华等（2010）提出了基于云的电力系统计算平台来解决传统平台在计算存储与信息集成与分析上的不足^[27]。2011年，张浩等利用云计算分布式特征，提出了一种全新的基于云计算平台的配电网络以及电网恢复重构方法^[28]。2015年王德文等提出了一种电力仿真平台框架，以及一种基于多目标粒子群优化(PSO)算法的虚拟机迁移策略,以满足电力系统仿真计算时的高精度要求^[29]。

3 国内外文献计量与专利分析研究现状

文献计量学是一门对文献外部特征进行分析，从而判断某领域发展趋势的学科。国内外常用文献计量方法对某领域的研究成果进行分析，主要用于对学科、人才等科研要素的分析。例如2010年季淑娟等基于文献计量方法对现有的学科评价系统进行改进，对数据源选择，学科分类以及评价指标对评价结果的影响做了具体的分析，对日后的学科评价工作提供了有益的参考^[30]。2013年樊威等对我国博士后基金促进的人才进行长期追踪并对其研究成果进行文献计量分析，总结出一套相对应的包括论文、著作、项目等在内的绩效评价体系^[31]。

专利分析方法是Sedeil在1949年提出的，该方法的目的是通过对专利文献的分析使得文献中的信息具体可见并具有高附加值^[32]。2016年彭茂祥等指出传统分析方法具有成本高、时间滞后、价值低、可视化程度低等缺点，提出基于大数据的可视化专利分析工具构建的构想^[33]。

传统的专利分析方法主要用于长期技术预测以及专利诉讼方面。Lacasa（2003）运用了专利计量的方法长期追踪德国化学品的技术运用，从而得出其发展趋势。研究结果对德国制度建设变革具有重要意义，也对德国技术创新提出了有利建议^[34]。2013年，王兴旺等利用专利地图方法，对质子交换膜燃料电池技术技术进行专利分析，总结了生命周期、活跃度、进化方向三个技术预测指标^[35]。2015年，邱洪华等构建了一个基于专利—功效的专利信息分析矩阵，并以中国矿用风机技术为例进行了验证，补足了传统分析方法在深度与针对性上的不足^[36]。2013年卢章平分别采用专利地图、文本聚类和主题全景图等方法对近年来美国通信领域涉案专利进行趋势与特征分析，总结出美国在专利诉讼中的具有优势地位的原因^[37]。

国内外对云计算进行文献计量的学者并不多。2010年，日本首次将文献计量分析法运用到高新产业分析当中，从大量的新兴产业中筛选出150个重点产业，分析出日本高新产业的分布与发展特点^[38]。2012年喻文清通过文献计量学方法，对知网中关于云计算理论研究和应用技术的高水平文献进行分析，来探求我国云计算领域的科研实力以及分布与合作情况。文章总结出了一批高产作者及其分布，并通过普赖斯理论进行分析，得出了高产作者数量偏低，尚未形成核心作者群体的结论^[39]。王贵娟等则是综合利用文献计量方法和内容分析法进行云计算理论研究热点进行分析。他们主要通过词频分析、共词分析、聚类分析等方法，分析发现我国云计算理论研究涉及云安全、云存储、数据中心、云架构、信息化等研究领域^[40]。徐兆佳等（2017）对云计算在教育学领域的应用进行文献计量分析，探究云计算与教育的交叉研究热点，得出近年来教育资源整合开发以及移动学习等是研究的热点^[41]。

国内外也有学者对云计算进行专利分析。台湾学者黄嘉彦（2012）通过对专利进行组合分析，梳理出云计算领域的三大主流技术：虚拟化和信息检索，网络系统和商业数据处理；并通过多维尺度分析法与灰色关系分析法对专利数据分别进行定性与定量分析，从而分析相关公司的技术优势与研发策略，并对微软、思科等公司的云计算专利研发方向提出建议^[42]。

邓洁等（2014）利用专利法律信息与申请信息，从技术、区域、国家和申请人四个维度分析在云计算产业的竞争态势与竞争环境，并从专利的强度和质量两个方面分析了我国在云计算产业中的竞争地位^[43]。龚金梅（2015）等创新性地提出了一种检索策略，将云计算专利的技术演进纳入到专利检索策略中。并用该策略搜集专利数据进行分析，获取了云计算领域的强势国家、公司以及他们的重点布局专利^[44]。

总结国内外云计算领域的文献，可以发现：

（1）对云计算领域的研究成果如论文、专利等进行分析的文献还比较少，且大部分均是从文献或者专利一个角度进行分析。

（2）已有的文献主要对美国或者中国一个国家，甚至其中一个地区进行分析，缺乏全球视角。

（3）已有文献大部分发表于2014年前后，数据相对陈旧。

基于以上结论，本文选择权威数据库的最新数据，从全球视角对云计算领域的整体态势以及主要国家的科研实力进行分析。

2. 研究的基本内容

本文基于文献计量与专利分析的产业竞争态势分析框架如图1所示：首先是以云计算产业技术领域的论文文献为数据来源，利用文献计量分析方法分析全球及中国在云计算产业技术领域内基础研究态势; 其次，以云计算领域的专利文献为数据来源，利用专利分析方法分析全球及中国在这一产业技术领域内技术开发竞争态势;最后，在文献计量和专利分析结果的基础上，对云计算产业研发竞争态势进行综合分析。

具体分析步骤如下：

( 1) 云计算产业技术领域文献数据的检索与获取。以“cloud computing”为检索词，在scie数据库与cnki数据库中检索并下载相关文献数据。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1、准备阶段

（1）2017年11月5日至2017年11月11日，查阅收集文献资料，确定论题.

（2）2017年11月12日至2017年12月31日，进一步修正研究目标、方向和内容，精化论文选题，完成论文综述初稿、英文翻译与任务书提交。

4. 参考文献

[1]工业和信息化部印发《云计算发展三年行动计划(2017-2019年)》[j]．中国信息化，2017(05)：74．

[2]张放．工信部《云计算发展三年行动计划（2017-2019年）》解读——从行动计划看云计算产业发展趋势[j]．物联网技术，2017，7（6）：5-5．

[3]欧阳钟灿，甘子钊，林惠民,等．基础研究与战略性新兴产业发展[j]．中国科学院院刊，2012，27(6)：697-701．